[发明专利]三维有序大孔聚苯胺/碳复合电致变色薄膜的制备方法

摘要

三维有序大孔聚苯胺/碳复合电致变色薄膜的制备方法，它涉及一种碳复合电致变色薄膜的制备方法。本发明为了解决现有三维有序大孔结构聚苯胺电致变色薄膜由于导电性较差而引起的变色性能不足的技术问题。方法一、基板材料的表面处理；二、胶体溶液的配制；三、胶体晶体模板的制备；四、碳覆胶体晶体模板的制备；五、将工作电极、参比电极和对电极放入苯胺‑质子酸水溶液中，沉积，冲洗，干燥，去除模板后，即得三维有序大孔聚苯胺/碳复合电致变色薄膜；本发明中由于碳的引入，提高了聚苯胺的导电性，使得聚苯胺薄膜的电致变色性能显著提高。本发明属于电致变色薄膜的制备领域。

主权项

三维有序大孔聚苯胺/碳复合电致变色薄膜的制备方法，其特征在于三维有序大孔聚苯胺/碳复合电致变色薄膜的制备方法按照以下步骤进行：一、基板材料的表面处理：将基板分别在丙酮、甲醇和超纯水中超声处理后，晾干；其中超声功率为60W‑100W，超声时间为10‑60min，所述基板是厚度为0.5mm‑2mm的镀有金栅格电极的石英玻璃、镀有金栅格电极的氧化铝玻璃或镀有金栅格电极的氧化镁玻璃；二、胶体溶液的配制：将球径为200nm‑500nm的二氧化硅微球加入到去离子水或乙醇溶液中得到单分散度＜5％、质量百分比浓度为0.05‑0.3％的胶体乳液，然后经超声振动分散，得到二氧化硅胶体溶液；三、胶体晶体模板的制备：将经步骤一处理后的基板放入到二氧化硅胶体溶液中，在温度为30℃‑70℃条件下使二氧化硅胶体溶液中的溶剂挥发，然后再在600℃‑900℃热处理6‑10h，得到胶体晶体模板；四、碳覆胶体晶体模板的制备：将0.5‑1g的浓硫酸加入到25ml去离子水中，然后加入5‑7g的蔗糖，待蔗糖完全溶解后，将步骤三得到的胶体晶体模板插入溶液中，在真空、室温的条件下保持2‑4h，再将渗透了蔗糖的胶体晶体模板从溶液中取出，在100℃保持5‑7h，然后在160℃继续保持5‑7h，最后于氮气气氛中在700‑900℃反应2‑4h，得到碳包覆胶体晶体模板；五、以碳包覆胶体晶体模板为工作电极，以银丝或饱和甘汞电极为参比电极，镍片或铂片为对电极，将各电极在丙酮中超声处理，其中超声功率为60W‑100W，超声时间为5‑15min，再用蒸馏水冲洗干净并吹干，将工作电极、参比电极和对电极放入苯胺‑质子酸水溶液中，使用计时电流法进行电聚合，其中电聚合温度为20℃‑40℃，控制沉积电位为0.7‑0.9V，沉积时间为200‑500s，然后采用超纯水冲洗，干燥，用1‑5％的氢氟酸浸泡去除模板后，即得三维有序大孔聚苯胺/碳复合电致变色薄膜；步骤五中所述苯胺‑质子酸水溶液中苯胺浓度为0.1‑0.5mol/L，质子酸浓度为0.1‑1mol/L，所述质子酸为硫酸、盐酸、高氯酸、樟脑磺酸或十二烷基苯磺酸。